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该论文集中进行了SOI波导型光学衰减器的理论设计与实验研究,具体内容包括:系统研究了SOI脊形波导的模式特性(包括:单模特性、光场限制能力、偏振相关特性以及与单模光纤的耦合效率).利用有效折射率方法推导了大截面脊形波导的单模条件,并利用BPM方法计算了各种结构SOI脊形波导的模式特性,在低阶模远离截止的条件下,利用有效折射率方法得到的单模条件与BPM方法的计算结果符合得比较好;研究了SOI脊形波导的损耗特性.利用导模传输方法分析了多模干涉耦合器的基本原理.讨论了一般干涉型、配对干涉型和对称干涉型耦合器的基本特点(包括输入光场的位置,自映象的位置、以及自映象与输入光场的相对相位关系);讨论了多模干涉耦合器的自映象质量、损耗特性、均匀性以及容差特性.利用耦合模理论和BPM方法确定了定向耦合器的最佳解耦合距离;研究了输入锥形波导对多模干涉耦合器传输特性的影响.提出了一种输入、输出波导为多模波导的多模干涉型光学衰减器的结构;成功设计出与普通单模光纤耦合损耗小于0.1dB/端面的输入、输出多模波导结构;研究了输入锥形波导对多模干涉耦合器传输特性的影响;研究了输出锥形波导对多模干涉耦合器传输特性的影响,采用合适的输出锥形波导在合适的位置将多模干涉区形成的自映象耦合进单模调制区,可以得到低插入损耗的多模干涉型光学衰减器;研究了热光调制区脊形波导结构的模式特性,确定了顶层SiO<,2>的最佳厚度;研究了实际工艺过程中的偏差(腐蚀底角、腐蚀深度、对准位置)对多模干涉型光学衰减器性能的影响,所设计的光学衰减器对腐蚀底角、腐蚀深度以及对准位置在一定范围内的变化并敏感;采用传统的半导体工艺制作了多模干涉型光学衰减器,其在1525~1565nm波长范围内的插入损耗为1.3~3.9dB,最大衰减量为26dB,最大电功耗为369mW,响应时间为100μs.利用双向BPM方法研究了多模干涉型光学衰减器的内部反射特性;研究了环境温度的变化对多模干涉型光学衰减器性能的影响.所研制的器件性能指标达到世界著名光器件公司NEL和Bookham产品的水平,基本上能够满足系统对光学衰减器低插入损耗、宽度减范围、快响应速度和宽光谱带宽的要求.利用pin二极管理论和BPM方法分析了各项结构参数对吸收型光学衰减器工作特性的影响;利用传统半导体工艺制作了吸收型光学衰减器.